新华社北京6月5日电 6月5日，《新华每日电讯》发表题为《“从0到1”，哈工大向基础研究发起冲锋》的报道。
在哈尔滨工业大学的科研版图上，一场变革正在发生。
从开创控制理论“新大陆”，到突破极限材料边界，再到生命微观世界科学探索——一批“从0到1”的原始创新成果，正在这所传统工科强校的实验室里诞生。
基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关。“加强基础研究、强化原始创新，事关学校核心竞争力，更是回答‘打造新一批国之重器’重大命题的关键支撑。”哈尔滨工业大学党委书记、中国工程院院士陈杰说。
眼下，哈工大加快布局基础研究，创新实施“筑基策源”发展战略，强化使命驱动型科学探索，充分发挥高水平研究型大学引领作用，从“科学端”“工程端”“交叉端”“产业端”入手，力争产出更多具有颠覆性和原创性的成果，为实现高水平科技自立自强、建设科技强国提供有力支撑。
冲破传统体系 开创控制理论“新大陆”
“我们的很多研究工作，都好比在别人的园子里种树，我曾获得的两项国家自然科学奖也是如此。现在，我们的工作是开辟了一片新的果园，不仅自己种树，也让别人来这儿种树。”中国科学院院士、哈工大航天学院教授段广仁用这个生动的比喻，概括了自己学术生涯的转型。
1月17日，段广仁院士在哈工大主办的“月球原位自主智造基础研究”创新论坛上作报告。
当选院士之前，段广仁已在经典控制理论领域深耕多年。他深知，在20世纪80年代便已成熟的西方传统控制理论体系，已经触到天花板，很难再有颠覆性突破。尤其是进入21世纪，控制工程界虽然繁荣，基础理论却长期停滞，业内甚至发出“控制已死，等待重生”的慨叹。这像一根刺，坚定了他“寻找新大陆”的决心。
当选院士后，段广仁毅然踏上更艰险的学术征途。2020年，他创新提出与经典体系截然不同的“全驱系统方法”控制理论框架。
简单来说，传统控制理论以“状态空间模型”为核心，侧重于描述系统状态；而“全驱系统方法”采用一种全新的高阶全驱系统模型，直接服务于“控制”这一终极目标。这一理论在解决复杂非线性系统、时变系统等问题上具有显著优越性，大大拓宽了控制理论的适用范围。
“这件事，比我此前的收获，都要重要得多。”段广仁说。
新理论诞生之初，质疑与争议不断。“一个颠覆性的东西出来，很多人第一反应都是怀疑，有的说‘老段那东西靠不靠谱？’……”段广仁坦言，真金不怕火炼，创新不惧质疑，科学需要用时间和数据来检验。
仅5年时间，这一中国学者自主原创的理论，已经吸引全球20多个国家、150余所高校和科研机构跟进研究，发表论文超千篇。应用场景迅速覆盖航天器、机器人、无人机、微电网、高速列车、量子控制等诸多领域。
凭借这一成果，段广仁斩获黑龙江省自然科学奖首个特等奖，入选2023年“中国高等学校十大科技进展”，并获得国家自然科学基金委基础科学中心项目支持。中国自动化学会成立“全驱系统理论与应用”专委会，国际电气与电子工程师协会（IEEE）也成立以该理论命名的技术委员会。
“做原始创新，不能追求短平快，真正的突破从不源于一味跟风。全驱系统方法表面看诞生了5年，实际上是几十年在一个领域坚守、系统性深耕的结果。”段广仁说，“有质疑很正常，欢迎大家和我争论。正是在质疑和争论中，人们才会了解、参与进来。”
近年来，哈工大构建起“正向原创探索+逆向问题提炼”的双向协同布局，鼓励更多学者走出学术舒适区，改变思维模式，敢于提出原创性理论、架构和标准。哈工大科学与工业技术研究院基础科学处处长陈瑞润说，“十四五”期间，哈工大申报国家自然科学基金数量实现翻番式增长，多个团队荣获国家自然科学基金委卓越研究群体、创新研究群体等。
瞄准产业前沿 向工程最底层探索
“解决困难的最好办法，就是创新。”从事红外薄膜与晶体材料研究20余年来，哈工大航天学院教授朱嘉琦常以这句话勉励学生。立足实际需求，突破文献束缚，面向国家重大工程凝练基础科学问题，是他和团队最鲜明的科研底色。
在极端环境下，传统的红外光学窗口材料难以满足多重性能要求。当高速飞行器以数倍音速穿行，窗口材料不仅要承受几百摄氏度的高温和剧烈风沙的冲击，还必须保证红外目标信号高效穿透。
没有停留在“小修小补”，朱嘉琦决心从电子局域态、晶格振动等基础物理机制入手，逐一破解理论难题。他带领团队建立起极端环境下红外透明导电薄膜光子学理论框架，为红外透明材料性能提升提供了系统性支撑。
“短短几秒内，温度从一两百摄氏度骤升至四五百摄氏度，必须保证光学陶瓷不碎裂、目标信号稳传输。”朱嘉琦说，这正是基础研究要解决的“真问题”、要实现的“真目标”。如今，他们的成果已应用于航空航天领域多款国之重器。
更具颠覆性的突破，来自金刚石。2010年前后，团队便作出极具前瞻性的判断：金刚石绝不只是珠宝或工业切削的“牙齿”，更会成为终极半导体材料中的重要候选。
当时，金刚石大尺寸单晶制备及关键装备相关技术，长期被西方国家封锁。朱嘉琦带领团队攻克微波等离子体稳定激发、偏压原位形核生长等一系列关键难题。如今，他们实验室里“长”出来的金刚石，不仅成本大幅降低，还推动显卡芯片等高功率器件的大规模散热应用取得突破。
“‘从0到1’是科研工作者的责任，‘从1到100’‘从100到N’，同样是我们的责任。”朱嘉琦说，新材料带来的性能变化是革命性的，在各个领域都有广阔的应用前景。未来，他将和团队继续瞄准行业需求，为高端装备、先进材料、核心器件等研制贡献力量。
据统计，“十四五”期间，哈工大牵头承担的国家重点研发计划项目是“十三五”期间的3倍，其中40岁以下青年教师担任负责人项目占到三分之一，在新材料、先进制造、高端仪器、空天装备等领域优势明显。
破译生命密码 探寻“细胞里的暗物质”
在哈工大，基础研究的触角不仅伸向浩瀚苍穹与极限材料，也深入到关乎人类健康的微观生命世界。
与许多土生土长的工科教授不同，哈工大生命科学与技术学院院长胡颖教授的学术之路，是一场独特的笃定选择。从山东大学、复旦大学到牛津大学，历经10余年海内外求学，她最终落脚哈工大。吸引她的，是学校对基础研究的投入，更是允许失败、宽松自由的学术氛围。
“90%以上的肿瘤治疗失败，都与耐药相关。”胡颖说，肿瘤是天生的“平衡高手”，能够通过快速化解各种致命应激以维持自身稳态。因此，没有盲目追逐基因突变等热门研究领域，胡颖选择站在更高维度，不断审视肿瘤的“生存智慧”。基于此，她提出“打破肿瘤稳态以杀伤癌细胞”的全新策略。
2015年，一次偶然的实验结果让她有了意外收获。当时，一个学生观察到一个经典肿瘤驱动蛋白在细胞内形成了异常凝聚体。不少同行认为，这只是实验操作中的“非特异性聚集”，属于杂质或干扰信号。凭借多年科研积累和科学直觉，胡颖判断：这背后极有可能蕴藏着从未被发现的肿瘤发生和耐药机制。
果然，历时数年攻关，她和团队揭示出全新调控机制，仅一个氨基酸的修饰，就能调控该蛋白的聚集，并直接导致癌症关键驱动基因KRAS的靶向治疗产生耐药。这一成果于5月底发表于国际顶级期刊《细胞》。
“课本上的知识并非真理的全部，生命科学仍有无数待解之谜。”在胡颖看来，在日复一日的实验中捕捉生命的奥秘，如同漫长又充满惊喜的“开盲盒”。“通过细致观察和严密逻辑推理打开盲盒，并被实验逐步证实的那一刻，那种与复杂生命体系对话的喜悦，是任何物质奖励都无法替代的。”
非编码RNA，被称为“生命暗物质”。胡颖说，未来将在这一前沿领域深入探索，希望发现更多全新、安全的药物靶点，为中国从“仿制药大国”迈向“原研药强国”贡献力量。
体制机制的松绑，带来了创新活力的井喷。“十四五”期间，哈工大一批原创研究成果登上国际顶级学术期刊，其中在《自然》《科学》发表论文的数量，是“十三五”期间数量的3倍，越来越多“80后”“90后”青年科学家在基础研究领域挑起大梁。
“规格严格，功夫到家。”哈尔滨工业大学校长、中国科学院院士韩杰才说，在基础研究的“无人区”里，在面向未来的科学高地上，哈工大人将按照布局重塑、人才驱动、保障到位、合作深化的总体思路，向下扎根、向上结果。这不仅是一所百年名校的自我超越，更是向着科学最高峰迈进的时代答卷。
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